项目实例拓展分析-----我们为什么要创建Daofactory?factory pattern 是什么,怎么用?【factory pattern】【Java养成】

Java学习打卡:第二十四天

Java养成计划(打卡第24天)


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实例拓展分析

我们昨天所构建的项目实例中使用了singleton pattern 还有 strategy pattern ,这我们是可以发现的,就是我们创建一个对象就要使用单一实例模式,就是要将构造方法私有化,创建一个建立一个对象的类方法,这里直接由对象不空判断边界;实现多种数据库连接就要使用strategy pattern,我们创建Dao接口,对于不同的数据库使用不同的实现类。

那这里还有一个疑问:为什么要创建一个DaoFactory类?虽然我们知道它的功能就是根据文件生成一个指定的类的对象(properties),那如果自己在操作过程中很有可能就直接将获取对象的操作放到service类里面去了?

其实我们这里的设计是有依据的,就像我们看到只要一个对象就使用单一实例,这里的依据就是设计模式中的工厂模式----factory pattern

factory pattern

说到factory当然就是生产product了,那在Java世界里的factory当然也是起到生产的作用,只是这里的产品就是我们(客观世界实体抽象出的软件模型)对象了,为什么会用工厂创建对象,而不直接new呢 生产对象

应用场景
  • 创建对象非常复杂,不知道创建哪种类型的对象(上转型,多态)------昨天实例情况,不知道该创建Oracle还是MySOL,并且创建这个对象需要用到Properties和文件IO,比较复杂

  • 需要创建很多对象(同一类), 如果用户直接创建会做大量的重复劳动,java要极力避免代码的重复

  • 系统不应该依赖对象创建的细节,为实现灵活迁移,不输入类的功能,service类是提供逻辑服务的,创建对象的操作不属于service的操作

factory标准定义和作用

工厂模式是一个用于创建对象的接口,让子类决定实例化哪一个类,工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类

  • 【待创建对象抽象为一个接口】

屏蔽对象创造的复杂性(被封装了)

  • 【工厂抽象为接口】

解耦,上层应用不需要关心具体的待创建对象,只会使用接口,简单可以不抽象,复杂的就要创建子类工厂----昨天实例中的Dao接口

  • 【工厂的抽象结构随待创建对象的复杂程度不同而不同】

扩展性更好,增加代创建对象的类型或层次,只要增加相应的工厂和对象类型就好

factory pattern的多种实现方式

工厂按照类型有多种实现方式,首先就是简单工厂--------将类型抽象成方法–>多方法单类工厂(工厂方法模式)------将对象类型抽象为类----->多方法多类工厂(抽象工厂模式) 扩展工厂

简单工厂 simple factory

昨天的例子就是简单工厂,简单工厂的要点有

  • 产品类面向接口/抽象类设计 ------就是产品设计成一个接口,这个产品接口有几个具体实现的子产品类比如昨天的Dao接口和实现类OracleDao和MySOLDao
  • 一个工厂方法生产所有的产品,---------昨天的DaoFactory的getInstance()方法中根据File生成所有的子产品类
  • Client端只需要了解工厂和抽象的产品类,调用时只需要调用接口来实现

simple pattern的缺点

  • 不符合开闭规则,修改时,如添加一个新产品就需要修改整个工厂类

模式模型

产品接口Dao ---------两个具体的子产品实现类MySOLDao ,,OracleDao

生产这两种产品的都是DaoFactory中的getInstance方法

(小知识:接口中的方法不必加abstract修饰,普通抽象类中需要)(但是这里的方法也有更先进的地方,那就是使用配置文件,所以我们修改产品就直接修改文件就好了)这里的产品对象的产生是由文件决定,非常适合迁移

其实总结来说工厂就是创建对象的,昨天的实例里面我们也是根据配置文件产生一个对象,所以就非常方便,在实际开发中要灵活使用文件IO和反射

那我们用基础简单工厂的方式来创建一下对象试试(项目背景查看昨日博客)

Dao d = DaoFactory.getFactory().getInstance("MySQLDao");
//使用代工厂创建对象,尤其是多态
public class DaoFactory {
   private static DaoFactory factory = null;//工厂只有一个,只能创建一个对象
	
	private DaoFactory(){//无参方法不要忘记加括号
	}
	
	public static  DaoFactory getFactory(){
		if(factory == null)
		{
			factory = new DaoFactory();
		}
		return factory;
	}
	
	public Dao getInstance(String name)
	{
		if(name.equalsIgnoreCase("OracleDao"))
		{
			return new OracleDao();
		}
		else return new MySQLDao();
	}
}

这就是不加文件,我们在这里如果要进行数据库迁移,还是会一个一个进入该名字,这里我们创建对象是通过的字符串的比较,相比文件的字节码就要低级很多了。

多方法单类工厂(工厂方法模式) Factory method(一对一)

工厂方法的要点

  • 产品类和工厂类都面向接口、抽象类设计
  • 一种产品只对应一个工厂类(每个工厂类只生产一种产品)
  • Client端只需要了解工厂和抽象的产品类

缺点

容易引起类操作

这个的核心其实就是将工厂的规模扩大,并且让工厂专精,将总工厂设置为接口或抽象类,让一个工厂去实现一个产品

这里我们还是以上面的例子来实现模拟Method Factory

//我们将DaoFactory设置成一个接口,让MySQLDaoFactory和OracleDaoFactory实现implements接口
//在OracleDaoFactory中我们只创建Oracle对象
public class OracleDaoFactory {
	public Dao getInstance(String name){
		return new OracleDao();
	}
	
//在service类中
DaoFactory factory = new OracleDaoFactory();//其实也可以使用单一实例模式直接调用类方法创建对象
Dao = factory.insatance();
多方法多类工厂(抽象工厂模式) Abstract factory(一对多)

实现的要点

  • 产品类和工厂类面向接口、抽象类设计
  • 一种产品对应一个工厂类
  • 一个工厂类生产多个级别的产品
  • Client端只了解工厂和抽象类

缺点

扩展产品困难,需要修改所有的工厂类

这种工厂就是实现大规模的产品操作了,首先产品还是抽象的,但是每个子实现类产品又有几个类别,比如我们的OracleDao假如分成两种子产品,分为OracleBusinessDao和OracleStudyDao;MySQL同理,那么我们创建工厂还是建立一个抽象的工厂接口,然后两个具体的实现类工厂,但是分类依据不同了

分为BusinessDaoFactory和StudyDaoFactory, 像BusinessDaoFactory就要同时生产多个类的产品了比如OracleBusinessDao以及MySQLBusinessDao

个人经验

总的来说我们一般需要创建不知道类别的对象的时候就要使用工厂模式,这样我们的Service类就会简洁一些,同时要减少使用简单工厂,一但产品类型过多就会让整个代码非常长并且我们一旦修改整个类都要变动,不利于操作,就使用Strategy模式设计接口,但是这种不依赖文件IO的工厂模式修改还是不方便,所以我个人建议是我们直接使用昨天的Java反射机制调取文件,设计成简单工厂就解决问题了,并且还非常易于修改文件,变动项目

好了,我们今天的分享就结束了,如果有任何的疑问欢迎咨询~~

工厂模式定义:提供创建对象的接口. 为何使用? 工厂模式是我们最常用的模式了,著名的Jive论坛 ,就大量使用了工厂模式,工厂模式在Java程序系统可以说是随处可见。 为什么工厂模式是如此常用?因为工厂模式就相当于创建实例对象的new,我们经常要根据类Class生成实例对象,如A a=new A() 工厂模式也是用来创建实例对象的,所以以后new时就要多个心眼,是否可以考虑实用工厂模式,虽然这样做,可能多做一些工作,但会给你系统带来更大的可扩展性和尽量少的修改量。 我们以类Sample为例, 如果我们要创建Sample的实例对象: Sample sample=new Sample(); 可是,实际情况是,通常我们都要在创建sample实例时做点初始化的工作,比如赋值 查询数据库等。 首先,我们想到的是,可以使用Sample的构造函数,这样生成实例就写成: Sample sample=new Sample(参数); 但是,如果创建sample实例时所做的初始化工作不是象赋值这样简单的事,可能是很长一段代码,如果也写入构造函数中,那你的代码很难看了(就需要Refactor重整)。 为什么说代码很难看,初学者可能没有这种感觉,我们分析如下,初始化工作如果是很长一段代码,说明要做的工作很多,将很多工作装入一个方法中,相当于将很多鸡蛋放在一个篮子里,是很危险的,这也是有背于Java面向对象的原则,面向对象的封装(Encapsulation)和分派(Delegation)告诉我们,尽量将长的代码分派“切割”成每段,将每段再“封装”起来(减少段和段之间偶合联系性),这样,就会将风险分散,以后如果需要修改,只要更改每段,不会再发生牵一动百的事情。 在本例中,首先,我们需要将创建实例的工作与使用实例的工作分开, 也就是说,让创建实例所需要的大量初始化工作从Sample的构造函数中分离出去。 这时我们就需要Factory工厂模式来生成对象了,不能再用上面简单new Sample(参数)。还有,如果Sample有个继承如MySample, 按照面向接口编程,我们需要将Sample抽象成一个接口.现在Sample是接口,有两个子类MySample 和HisSample .我们要实例化他们时,如下: Sample mysample=new MySample(); Sample hissample=new HisSample(); 随着项目的深入,Sample可能还会"生出很多儿子出来", 那么我们要对这些儿子一个个实例化,更糟糕的是,可能还要对以前的代码进行修改:加入后来生出儿子的实例.这在传统程序中是无法避免的. 但如果你一开始就有意识使用了工厂模式,这些麻烦就没有了. 工厂方法 你会建立一个专门生产Sample实例的工厂: public class Factory{   public static Sample creator(int which){   //getClass 产生Sample 一般可使用动态类装载装入类。   if (which==1)     return new SampleA();   else if (which==2)     return new SampleB();   } } 那么在你的程序中,如果要实例化Sample时.就使用 Sample sampleA=Factory.creator(1); 这样,在整个就不涉及到Sample的具体子类,达到封装效果,也就减少错误修改的机会,这个原理可以用很通俗的话来比喻:就是具体事情做得越多,越容易范错误.这每个做过具体工作的人都深有体会,相反,官做得越高,说出的话越抽象越笼统,范错误可能性就越少.好象我们从编程序中也能悟出人生道理?呵呵. 使用工厂方法 要注意几个角色,首先你要定义产品接口,如上面的Sample,产品接口下有Sample接口的实现类,如SampleA,其次要有一个factory类,用来生成产品Sample,如下图,最右边是生产的对象Sample: 进一步稍微复杂一点,就是在工厂类上进行拓展,工厂类也有继承它的实现类concreteFactory了。 抽象工厂 工厂模式中有: 工厂方法(Factory Method) 抽象工厂(Abstract Factory). 这两个模式区别在于需要创建对象的复杂程度上。如果我们创建对象的方法变得复杂了,如上面工厂方法中是创建一个对象Sample,如果我们还有新的产品接口Sample2. 这里假设:Sample有两个concrete类SampleA和SamleB,而Sample2也有两个concrete类Sample2A和SampleB2 那么,我们就将上例中Factory变成抽象类,将共同部分封装在抽象类中,不同部分使用子类实现,下面就是将上例中的Factory拓展成抽象工厂: public abstract class Factory{   public abstract Sample creator();   public abstract Sample2 creator(String name); } public class SimpleFactory extends Factory{   public Sample creator(){     .........     return new SampleA   }   public Sample2 creator(String name){     .........     return new Sample2A   } } public class BombFactory extends Factory{   public Sample creator(){     ......     return new SampleB   }   public Sample2 creator(String name){     ......     return new Sample2B   } } 从上面看到两个工厂各自生产出一套Sample和Sample2,也许你会疑问,为什么我不可以使用两个工厂方法来分别生产Sample和Sample2? 抽象工厂还有另外一个关键要点,是因为 SimpleFactory内,生产Sample和生产Sample2的方法之间有一定联系,所以才要将这两个方法捆绑在一个类中,这个工厂类有其本身特征,也许制造过程是统一的,比如:制造工艺比较简单,所以名称叫SimpleFactory。 在实际应用中,工厂方法用得比较多一些,而且是和动态类装入器组合在一起应用, 举例 我们以Jive的ForumFactory为例,这个例子在前面的Singleton模式中我们讨论过,现在再讨论其工厂模式: public abstract class ForumFactory {   private static Object initLock = new Object();   private static String className = "com.jivesoftware.forum.database.DbForumFactory";   private static ForumFactory factory = null;   public static ForumFactory getInstance(Authorization authorization) {     //If no valid authorization passed in, return null.     if (authorization == null) {       return null;     }     //以下使用了Singleton 单态模式     if (factory == null) {       synchronized(initLock) {         if (factory == null) {             ......           try {               //动态转载类               Class c = Class.forName(className);               factory = (ForumFactory)c.newInstance();           }           catch (Exception e) {               return null;           }         }       }     }     //Now, 返回 proxy.用来限制授权对forum的访问     return new ForumFactoryProxy(authorization, factory,                     factory.getPermissions(authorization));   }   //真正创建forum的方法由继承forumfactory的子类去完成.   public abstract Forum createForum(String name, String description)   throws UnauthorizedException, ForumAlreadyExistsException;   .... } 因为现在的Jive是通过数据库系统存放论坛帖子等内容数据,如果希望更改为通过文件系统实现,这个工厂方法ForumFactory就提供了提供动态接口: private static String className = "com.jivesoftware.forum.database.DbForumFactory"; 你可以使用自己开发的创建forum的方法代替com.jivesoftware.forum.database.DbForumFactory就可以. 在上面的一段代码中一共用了三种模式,除了工厂模式外,还有Singleton单态模式,以及proxy模式,proxy模式主要用来授权用户对forum的访问,因为访问forum有两种人:一个是注册用户 一个是游客guest,那么那么相应的权限就不一样,而且这个权限是贯穿整个系统的,因此建立一个proxy,类似网关的概念,可以很好的达到这个效果. 看看Java宠物店中的CatalogDAOFactory: public class CatalogDAOFactory {   /**   * 本方法制定一个特别的子类来实现DAO模式。   * 具体子类定义是在J2EE的部署描述器中。   */   public static CatalogDAO getDAO() throws CatalogDAOSysException {     CatalogDAO catDao = null;     try {       InitialContext ic = new InitialContext();       //动态装入CATALOG_DAO_CLASS       //可以定义自己的CATALOG_DAO_CLASS,从而在无需变更太多代码       //的前提下,完成系统的巨大变更。       String className =(String) ic.lookup(JNDINames.CATALOG_DAO_CLASS);       catDao = (CatalogDAO) Class.forName(className).newInstance();     } catch (NamingException ne) {       throw new CatalogDAOSysException("         CatalogDAOFactory.getDAO: NamingException while           getting DAO type : \\n" + ne.getMessage());     } catch (Exception se) {       throw new CatalogDAOSysException("         CatalogDAOFactory.getDAO: Exception while getting           DAO type : \\n" + se.getMessage());     }     return catDao;   } } CatalogDAOFactory是典型的工厂方法,catDao是通过动态类装入器className获得CatalogDAOFactory具体实现子类,这个实现子类在Java宠物店是用来操作catalog数据库,用户可以根据数据库的类型不同,定制自己的具体实现子类,将自己的子类名给与CATALOG_DAO_CLASS变量就可以。 由此可见,工厂方法确实为系统结构提供了非常灵活强大的动态扩展机制,只要我们更换一下具体的工厂方法,系统其他地方无需一点变换,就有可能将系统功能进行改头换面的变化。
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